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Eine neue Polarisatorschaltung fr Influenz- und Kondensatormaschinen.

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298
4. Eine neue Polarisatorschaltung
fur InfEuenx- u n d Eondensatormaschien;
von H e h r i c h W o m m e l s d o r f .
Bereits iiii Jalirc. 1905 habc icli ein news' allgemeinrs
Polarisationss~striii dcr k'ontlt~nsatormasc~iii~en
mitgeteilt1).
iiber das ich in tlcr Folgt. wicderholt an dieser St,cllo2) N5hert.s
rc.riiffentlicht, liahc.. Die Berichtc sincl noch durch dic Mit,teilung cincr inz~vischen gcfundenen Polarisatorschaltung zii
erglnzen, durch die cine Erhiihung der Stromlcist,ung an In flucnz- und Hondriisat,ormaschi~en uin 25 R o e . bei Itleincbri
Entladespannungftii crzielt merdon kann.
Zuni bcsseren Vt~rst,&ndnisis t es rrforderlich, zunaclist
cine soeben ini Handel3) erschicnene n e w Porn1 von Koiidensatorniaschinen (Fig. 1 ) kurz zu erklaren, an der sich die
ncwe Schaltung init, Erfolg zur Anwendung bringen 1BBt. Icll
konstruicrte dicw neue Type in dcr hbsicht, fur Lrhrnveckc~
eine Type zn schaffcn, bei der alle Teile miiglichst offen zutagt.
lirgen untl jedcrzfit uberschaut werdon kiinnen. ])as niuBtr?
den Yol-teil niit sich bringen, i r n verdunkelten Zimlner a11
der J~eucht~ersclirinung
der gut zu untcrscheidenden aus- und
einstriimentle!i Elelitrizit.iit die Wirliungsweise d ~ rIio11de11satormaschinen wie aucli der ~iflurnzinaschine~i
iiii allgeirieiiirii
anschaulich demons triercn zu konnen.
Von dcr alten ini Jahre 1912 a n dieser Stclle4) angcgcbenen
Anordnung unterschcidct sich die neue Type hauytslchlicli
cladurch, daB alle wicht igrn an cler Influenzicrung beteiligten
Organe, Tvic die Schc4be a und die vier Feldcr b, frci zutage
liegen untl unniit,t.ell)ar zur IIand sind. Nach Lbsen einel-.
.
.
.
.
1) H. Wonimelsdorf, P h y ~ Zeitachr.
.
6. S. 177. 1905.
2) H. Wommolsdorf, Ann. d. Phys. 23. S. 601 u. 609. 1907;
24, S. 483. 1907.
3) Die Fabrikation dt-r Kondensatormaschine liegt in den Hiinden
der Berliner Elektros-Gesellschaf t, Berlin-Schoneberg, Muhlenstr. 10.
4) H. Wommelsdorf, Xnn. d. Phys. 39. S. 1201. 1912.
296
H . Wontmkdorf.
einzigen Handschraube m laBt sich jedes der Felder, die iIri
ubrigen in einer Rille des festen Gestells g gelagert sind,
einzeln zur Seite drehen und dadurch das Innere restlos zuganglich machen. Durch Losen einer zweiten Handschraube 12
wird das Feld ganz abnehmbar. Nach Entfernung der vorderen
beiden Feldar laBt sich wiederum die Scheibe a von der Welle
abschrauben.
Hieraus ergibt sich, daB die Demontage und Reinigung
einer solchen Kondensatormaschine sehr vereinfacht ist. Da
ferner die festen Scheiben bzw. alles Isolationsmaterial mischen
Fig. 1.
den Feldern b, das bei allen Influenzmaschinen ganz besonders
zur Verschmutzung neigt und claher haufig auf das sorgfdtigste
gereinigt werden muB, fortgefallen ist, mu8 die neue Type
fiir den praktischen Gebrauch der alten entschieden vorgezogen werden, um so mehr, als man erforderlichenfalls in
staubigen Raumen uber das offene Gastell g u r einen seidenen
Uberzug ziehen kann, der die Elektroden e und die Lagerung
freilaBt und daher auch wiihrend des Betriebes uber der Maschine
bleiben kann.
Dies vorausgeschickt, komme ich zu der Polarisatorschaltung uncl damit zuniichst nochmals auf Fig. 1 zuriick;
aus ihr ist deutlich ersichtlich, daB der drehbare, von seine,
Lagerbock gut isolierte Polarisator p einen Schalter s besitzt,
Eine new Polar.lsatbrschaltuPzg fur IitfluenzmascAinen.. 297
der die Einstellung eines veriinderlichen Luftwiderstandes gestattet,. Mit demselben arbeitet die Maschine nach dem in
Fig. 2. wiedergegebenen Polarisat.ionsdiagranim. Durch richtige
Einstellung des Schaltem s, die je nach den jeweiligen Entladespannungen bzw. Funkenlangen verschieden ist, la6t sich
eine erhebliche hlehrleistung der Influenz- bzw. Kondensatorinasch'inen gegenuber der alten von Ho 1t z I) herruhrenden
dchaltung seiner Influenzniaschine erster Art erzielen, die
er zunachst ohne, dann vier Jahre spiiter mit einem diametralen
Konduktor, (1. h. eincm kurzschlieBenden Polarisator ausriistete.
D u c h Messungen mit einem Milliamperemeter stellte ich
nun an einer gro6eren Kondensatormaschine fest, da6 in deni
Polarisator tinter gewissen Umstanden ein betrachtlicher
Stroin fliel3t. Angenommen, der positive Pol befindet sich
bei clcr in Fig. 1 abgebildeten Maschine an der Kugelelektrode
und diese sei weit von der Platte entfernt (vgl. auch Fig. 2),
so flie6t in dem Polarisator ein Strom von unten nach oben,
wiihrend bei kleinen Funkenlangen ein solcher von oben nach
unten flie6t. Dieser letztere 1aBt sich fiir kleine Funkenlangen
bzw. Entladespannungen, wie sie auch von gro6eren Influenzund Kondensat.ormaschinen bei miiglichst hoher Stromstarke
hHufig gewiinscht und entnommen werden, mit Vorteil fiir
die Nutzleistung ausnutzen. Man braucht dazo nur - vie
in dem Diagramm Fig. 3 angegeben - die linke Eloktrode
mit dem oberen, die rechte mit dem unteren Polarisatorteil
lcitend zu verbinden. Die Folge ist, da6 ein zwischen die
Elektroden geschalteter Milliamperemeter bei der in Fig. 1
abgebildeten neuen Art von Kondensatormaschinen eine Zunahme der Stromstarko um rund 25 Proz. gegenuber der
normalen Schaltung anzeigt.
Voraussetzung ist allerdings, daB der Polarisator im
richtigen 'Winkel eingestellt wird. Wahrend namlich bei der
Schaltung nach Fig. 2 die Stromstarke mit der Verkleinerung
des Winkels nvischen der Horizontalen und dem Polarisator
innerhalb des moglichen Stellungsbereiches bei der Kondensatormawhine nach Fig. 1 standig macbst, besitzt sie
1) W. H o l t z , Pogg. Ann. 126. S. 167. 1865; J. C. Poggendorff,
POgg. A m . 186. s. 171. 1869.
Aonaleo der Physlk.
IV. Folge. 63.
29
hi cler Schalt,ung nach Fig. 2 unter ctwa 450 ein wharf uwgepragtas Maximum, so daB die Nutzstromstarke bereih hei
Reringer VergriiBerung oder Verkleinerung des Polarisatorwinkels erheblich abnimmt. Die bei diesel Schaltung auf
den Scheibon und Feldcli~~
entstehcnde Polaritat wnrde in
Fig. 3 eingezcichnet,.
Cni die jew.eils iin Polarisator flieBende St,ronirichtung
einein gro6en Auditorium kenntlich zu machen, liann man
in denselben eine GeiSlerrohre od. dgl. einschalten. Bei der
in Fig. 2 auf den Scheiben und Feldern eingezeichneten Polai,it,iit, die bci grii6eren Elektrodenabstiinden (Funkenlangen)
cntsteht, flieBt - wie die Rijhre anzeigt - ein kraftiger Strom
yon unten nach oben durch den Polarisator. Schiebt man
Fig. 2.
Fig. 3.
nun die Elektrotlen allrniihlich ziisammen, so wird der Polarisatorstrom - wie man an der Abnahme des Leuchtens der
Rohre erkennt - iinmer kleiner. SchlieBlich etwa bei einer
riiit,t,leren Funkcnlgnge zwischen den Elektroden wird der
l’olarisationsstroin gleich Null ; die Riihre erlischt vijllig. Verringert, nian nun noch wreiter die LBnge des Funkenstroros,
HO Iwginnt clic. GeiBlerrohre von neuem ZII leuchten.
Gleichzoit8i,nzeigt sic a h , daB der Strom jetzt von oben nach unten
tluixh den Polarisator flieBt. Nunmehr wird der St,roin um
so starker bzw. das Leuchtcn cler Riihre urn so heller, je mehr
der Elt~ktrotl~~ia~l~st.and
weit.er verringert wird.
Bemerkenswert ist es noch, daJ3 sich die Schaltbarkeit
dcs Polarisators auch zur Htlrbeifuhrung eines Polwechaels
1)eniitxrn laBt. Es zeigt sich niinilich, tlaB sich ein solcher
tladuich in eiiifachstei~JVeise erreichm liiBt, daB man w i i h r t d
Eim neuk Pola&atorschaltulzg fur Influmzmaschinen. 299
des Betriebes bei weit auseinandergestellten Elektroden den
Schalter des moglichst senkrecht gestellten Polarisators ejnige
Sekunden lang weit offnet. Da man auf diese Weise jederzeit
-- ohne den Betrieb zu unterbrechen - die Stromrichtuhg
der Kondensatormaschine wechseln kann, hat man bei unerwiinschter Polaritat, z. B. wenn der Strom in Fig. 1 von
rechts nach links statt von der Kugel zur Platte geht, nicht
erst notig, die Elektroden -der Maschine abzuschrauben und
zu vertauschen.
duch bei falschem AnschluB eines Appamtes von genugend hohem Widerstand, z. B. einer harten Rontgemohre
od. dgl., braucht man nicht erst den AnschluB der Leitungen
zu wechseln und damit eine wegen der hohen Spannung zumeist erforderliche Umstellung der Apparatur vorzunehmen.
Da grundsiitzlich alle AnschluBapparate an die ganz vorn
an der Maschine befindlichen Haken bzw. an den beiden
daruber befindlichen Vorschaltefunkenstrecken 2) (Fig. 1) angeschlossen werden sollen, kann man duroh Weitstellung
dieser den Widerstand fast bei einer jeden Apparatur, wie
z. B. bei einer weichen Rohre so weit vergrOBern, da6 das
Umpolen auch bei einer solchen ohne weiteres gelingt.
Durch die in den letzten Jahren gemachten Verbesserungen
der Konstruk tion, Schaltungsweise, der harmonischen Abmessungen u. dgl. ist die Leistungsfahigkeit der Kondensatormaschine weiter erheblich gesteigert worden. Es wird daher
die hier folgende Tabelle von Interesse sein; in ihr wurden
zum Vergleich auch die entsprechenden Werte der vordem
fast ausschlieBlich im Handel befindlichen Influenzmaschjne
nach H o l t z zweiter Artl) (Winwhurst) hinzugefugt. Ab
MaBstab fiir die enorme Spannung beachte man, dag die in
der Tabelle angegebene Funkenlange bei den beiden gr6Bten
Typen von 55 cm Scheibendurchmesser zwischen Platte
und einer Kugel von 50 mm Durchmesser gemessen wurde,
also .nicht wie bei Induktoren ublich, zwischen Platte und
Spitze.
1) W. H o l t z , Pogg. Ann. 130. S. 128 u. 168. 1867; J. C. P o g g e n dorff, Pogg. Ann.' 136. S. 171. 1869; 160. S. 1. 1873. uber die auffallend geringe Leistung der mehrplettigen Influenzmaschinen dieses
Systems vergleiche den Schlui3 meiner Annalenarbeit 8% S. 1201. 1912.
20 *
300
H.Womhlitekdorf. Ei%e
neue Polaris'at6rschaltung ubw.
Ve r g 1e i c h s t a b e 11e.
lnflucnzmaschinennaclr
Holtz eweiter Art')
(Wimshurst),bishcr fast
[ ausechlielll. im aandel
I
_______- Durchmesser der rotierenden Scheibe
Anzahl der rotierenden Scheiben . .
GrSBte erreichbare
Funkenlg.inmmca.
GriiSte erreichbare
Stromstllrke in Miltroampere ca. . .
Hraftbedarf in PS .
.
.
Kondeneatormaschinen
(Fig. 1)
-
-
26
35
55
41
26
35
45
55
55
2
2
8
8
1
1
1
1
7
150 220
170
190 250
300
850
350
70
110
400
500
650 750 4000
'I*
'Ill
100
15
40
'In
'I4
1
Zuni Schlusse sei noch benierkt, daB sich die Kondensatormaschine zwecks Demonstration auch als Influemmaschine,
und zwar alf; solche mit ringebetteten Sektoren2), die unter
den1 wklamehaften, nicht von mir herruhrenden . Namen
,,Yt~rkstroiii-~iflueiizmaschine"~)
im Handel ist, mit entsyrechender Minderleistung betreiben liiBt.
.
-
1 ) Vgl. h e r k u n g S. 299.
2) H. Wommeledorf, Ann. d. Phye. e8. S. 609. 1907 und e4.
S. 483. 1007.
3) Da die Maschihe auegespmchenen Schwachatmm liefert, iet der
S a m e ,,Starkstrommeschine" ungeeignet bzw. imfuhrend.
(Eingegangen 14. Mai 1920.)
Druck von nietzger h Wittig in Leipzig
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